一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂及制备方法

文档序号:10636337阅读:545来源:国知局
一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂,该钎剂以重量百分比计的元素成分包括:ZnF21.0?5.0%,ZnCl26.5%?9.0%,NaF4.0%?6.5%,LiF1.0%?4.0%,NaCl8.5%?15%,LiCl25%?45%,余量为KCl。本发明的钎剂能极好的隔离钎焊表面与外界空气,避免钎焊过程中待焊表面受热后再氧化,改善了镁基钎料对稀土镁合金钎焊接头的润湿和填充,提高了钎焊接头的连接性能;该钎剂熔点为350℃?370℃,原料价格便宜,成本低,经济性好,操作简单、方便快捷,可重复再现,便于推广与应用。
【专利说明】
一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂及制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及用于钎焊稀土镁合金的钎剂及制备方法,属于钎焊领域。
【背景技术】
[0002]镁具有极高的化学活性,极易于氧形成稳定的MgO,位于镁合金表面难以去除。钎焊镁及镁合金时,由于氧化膜的存在导致液态钎料难与母材润湿铺展,致使得到的钎焊接头质量较差,强度较低。去除氧化膜作为钎焊过程中关键步骤,主要通过钎剂去膜、气体介质去膜、机械及物理去膜。钎剂作为目前应用最广泛、最有效的去膜方法,在液态钎料和母材润湿的过程中起主要作用。
[0003]申请号:201210448154.8—种焊接含镁铝合金的钎剂,其组成包括有AlF3-CsF系钎剂,ZnF2及SnF2 ;其中AlF3: CsF(摩尔比)=42.5:47.5或41.5:48.5;所述各组成的质量百分比为A1F3-CsF97.5%-99.5%,ZnF20.2%~2.0% ,SnF20.1%~0.5%0但是,钎剂在使用过程中,当镁含量较高时,钎料无法液相化,影响钎料的流动性和润湿性,抑制钎剂的性能效果。此外,主要起去膜作用的CsF的价格较昂贵,大大增加了生产的成本。同时,钎剂的熔点较高,不利于稀土镁合金钎焊。申请号:201510339134.0发明的一种钎焊镁及镁合金用的钎剂,其所述各组成的质量百分比为ZnCl20%-40%,NH4C10%-40%,ZnCl2和NH4Cl不同时为零,余量为己二酸及不可避免对的杂质。该钎剂的钎焊温度相对较低,当钎焊温度较高时,无法去满足钎焊要求,削弱了去膜效果,无法保证稀土镁合金钎焊接头的质量和性能。因此,为开发一种适于稀土镁合金钎焊的钎剂,保证其具有优越的去膜特性和良好的活化性能,提高钎焊过程中,钎料与稀土镁合金间优越的润湿性与流动性,提高钎焊接头的连接性會K。

【发明内容】

[0004]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂及制备方法,该钎剂具有适宜的熔点、经济性好、优异的去膜特性的特点,扩大其应用范围。
[0005]技术方案:为解决上述技术问题,本发明的一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂,该钎剂以重量百分比计的元素成分包括:ZnF21.0-5.0%,ZnCl26.5%-9.0%,NaF4.0%-6.5%,LiFl.0%-4.0% ,NaC18.5%-15% ,LiC125%-45%,余量为KC1。
[0006]作为优选,该钎剂以重量百分比计的元素成分包括:2必22.0-4.0%,211(:128.0%-9.0% ,NaF4.0%-6.0% ,LiFl.0%-3.0% ,NaC110%-14% ,LiC130%-40%,余量为KC1。
[0007]作为优选,所述钎剂各组分质量百分比含量如下:ZnF23.0%,ZnCl28.5%,NaF5.0% ,LiF2.0% ,NaC112% ,LiC135%,余量为KC1。
[0008]作为优选,钎剂各组分为高纯度干燥粉末。
[0009]作为优选,所述钎剂的钎焊温度为425°C_475°C。
[0010]一种上述的用于钎焊稀土镁合金的钎剂的制备方法,将各组分研磨20-30min,搅拌均匀,并在50-60°C中烘干15-20min制得。
[0011]有益效果:本发明的用于钎焊稀土镁合金的钎剂,LiCUNaCl和KCl作为基质控制钎剂的熔点,使钎料具有是一致的熔点,满足稀土镁合金钎料的钎焊温度要求,并保证钎剂的化学稳定性。利用适量的LiF、NaF和ZnF降低钎剂与钎料间粘稠度,减小钎料与钎剂之间的界面张力,从而既保证其具有优异的去膜效果,又保证钎料能够更好的润湿铺展基材。ZnCl也作为一种去膜剂,吸水后与水反应生成络合物溶解MgO;镁合金的氧化膜疏松不致密且分布不均匀,加热的重金属ZnCl、ZnF可通过氧化膜的薄弱地带的晶粒处或者从裂纹处渗入,破坏氧化膜与基体的结合;同时Zn2+作为金属离子,其电极电位大于Mg的电极电位,与基体接触后会发生置换反应在镁合金金属表面析出,促进了钎料的润湿能力。该钎剂能极好的隔离钎焊表面与外界空气,避免钎焊过程中待焊表面受热后再氧化,改善了镁基钎料对稀土镁合金钎焊接头的的润湿和填充,提高了钎焊接头的连接性能。该钎剂熔点为350°C-370°C,原料价格便宜,成本低,经济性好,操作简单、方便快捷,可重复再现,便于推广与应用。
【具体实施方式】
[0012]下面通过具体实施例对本发明技术方案进行进一步详细说明,但本发明并不仅局限于以下实施例。
[0013]实施例1
[0014]按质量百分比称取高纯度的2必2、211(:12、他?、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末,制得钎剂配比为:ZnF22.0%、ZnCl29.0%、NaF4.0%、LiF3.0%、NaC110%、LiC140%、KC132% 的混合物,放入研磨钵中进行研磨25min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在55 °C中进行烘干20min,即配即用。
[0015]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为4500C,保温时间为15min,冷却至室温。
[0016]结果:稀土镁合金铺展试样界面形成致密的结合,铺展面积为87.52mm2。
[0017]实施例2:
[0018]按质量百分比称取高纯度的2必2、211(:12、他?、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末,制得钎剂配比为:2必23.0%、211(:128.5%、他卩5.0%、1^卩2.0%、他(:112%、1^(:135%、1((:134.5%的混合物,放入研磨钵中进行研磨30min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在60 °C中进行烘干15min,即配即用。
[0019]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(?ο % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为4500C,保温时间为15min,冷却至室温。
[0020]结果:稀土镁合金铺展试样界面形成致密的结合,铺展面积为96.76mm2。
[0021]实施例3:
[0022]按质量百分比称取高纯度的2必2、211(:12、他?、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末,制得钎剂配比为 ZnF24.0%、ZnCl28.0%、NaF6.0%、LiF1.0%、NaC114%、LiC130%、KC137% 的混合物,放入研磨钵中进行研磨20min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在50 °C中进行烘干20min,即配即用。
[0023]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为4500C,保温时间为15min,冷却至室温。
[0024]结果:稀土镁合金铺展试样界面形成致密的结合,铺展面积为93.26mm2。
[0025]实施例4:
[0026]按质量百分比称取高纯度的2必2、211(:12、他?、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末,制得钎剂配比为:2必21.0%、211(:126.5%、他卩6.5%、1^卩4.0%、他(:18.5%、1^(:145%、1((:128.5%的混合物,放入研磨钵中进行研磨25min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在55 °C中进行烘干18min,即配即用。
[0027]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为4250C,保温时间为18min,冷却至室温。
[0028]结果:稀土镁合金铺展试样界面形成致密的结合,铺展面积为95.18mm2。
[0029]实施例5:
[0030]按质量百分比称取高纯度的2必2、211(:12、他?、1^?、他(:1、1^(:1、1((:1粉末,制得钎剂配比为 ZnF25.0%、ZnCl27.0%、NaF6.0%、LiF3.0%、NaC115%、LiC125%、KC139% 的混合物,放入研磨钵中进行研磨30min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在60 °C中进行烘干20min,即配即用。
[0031]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(?ο % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为4750C,保温时间为20min,冷却至室温。
[0032]结果:稀土镁合金铺展试样界面形成致密的结合,铺展面积为93.22mm2。
[0033]实施例6:
[0034]按质量百分比称取高纯度的21^2、211(:12、如?、1^?、1((:1粉末,制得钎剂配比为ZnF25.0%、ZnCl27.0%、NaF6.0%、LiF3.0%、KC179%的混合物,放入研磨钵中进行研磨30min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在60°C中进行烘干20min,即配即用。
[0035]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为5250C,保温时间为20min,冷却至室温。
[0036]结果:稀土镁合金铺展试样界面没有形成致密的结合,铺展面积为23.24mm2。
[0037]实施例7:
[0038]按质量百分比称取高纯度的21^2、211(:12、如?、1^?、1((:1粉末,制得钎剂配比为ZnF25.0%、ZnCl27.0%、NaC115%、LiC125%、KC148%的混合物,放入研磨钵中进行研磨30min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在60°C中进行烘干20min,即配即用。
[0039]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为4000C,保温时间为20min,冷却至室温。
[0040]结果:稀土镁合金铺展试样界面没有形成致密的结合,铺展面积为20.22mm2。
[0041 ] 实施例8:
[0042]按质量百分比称取高纯度的21^2、211(:12、似?、1^?、1((:1粉末,制得钎剂配比为、ZnCl29.0%、NaF6.5%、NaC110%、LiC140%、KC134.5% 的混合物,放入研磨钵中进行研磨30min,搅拌均匀,由于氯化物极易吸水,在60°C中进行烘干20min,即配即用。
[0043]根据GB1136-89《钎焊铺展性及填缝性试验方法》进行钎料铺展性试验,稀土镁合金试样尺寸为40mm X 40mm X 3mm,待铺展截面为40mm X 40mm,对待焊截面进行清理,除去表面的杂质、油污以及氧化膜,利用W28?W3.5号金相砂纸进行研磨光滑并具有一定的粗糙度,将稀土镁合金试样块和钎料一起置于丙酮中,采用超声波清洗lOmin,并进行烘干处理待用;钎料为形状一致的Ig的镁基钎料(10 % Zn,8.5%AU4.5%Ni,2.0%AgU.4%Ti,
1.5% Cu、0.8 % Mn、71.3 % Mg);在精度为± 5 °C的箱式电阻炉中进行铺展试验,钎焊温度为5250C,保温时间为20min,冷却至室温。
[0044]结果:稀土镁合金铺展试样界面没有形成致密的结合,铺展面积为19.29mm2。
[0045]根据实施例1至8的试验结果,LiCUNaCl和KCl三者一起才可以使得钎剂的化学稳定性好,LiF、NaF和ZnF三者一起作用去膜效果和润湿铺展基材更好。
[0046]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于钎焊稀土镁合金的钎剂,其特征在于:该钎剂以重量百分比计的元素成分包括:ZnF2l.0-5.0%、ZnCl26.5%-9.0%、NaF4.0%-6.5%、LiFl.0%-4.0%、NaC18.5%-l5%、LiC125%-45%和余量为KCl。2.根据权利要求1所述的用于钎焊稀土镁合金的钎剂,其特征在于:该钎剂以重量百分比计的元素成分包括:ZnF22.0-4.0% , ZnCl28.0 %-9.0 % ,NaF4.0 %-6.0 % , LiFl.0 %-3.0% ,NaC110%-14% ,LiC130%-40%,余量为KC1。3.根据权利要求2所述的用于钎焊稀土镁合金的钎剂,其特征在于:所述钎剂各组分质量百分比含量如下:ZnF23.0%,ZnCl28.5% ,NaF5.0% ,LiF2.0% ,NaC112% ,LiC135%,余量为 KCl04.根据权利要求1至3任一项所述的用于钎焊稀土镁合金的钎剂,其特征在于:钎剂各组分为干燥粉末。5.根据权利要求1所述的用于钎焊稀土镁合金的钎剂,其特征在于:所述钎剂的钎焊温度为425°C_475°C。6.—种如权利要求1至5任一项所述的用于钎焊稀土镁合金的钎剂的制备方法,其特征在于:将各组分研磨20-30min,搅拌均匀,并在50-60°C中烘干15-20min制得。
【文档编号】B23K35/362GK106001999SQ201610422965
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】邹家生, 杨骏, 许祥平, 黄晓龙
【申请人】江苏阳明船舶装备制造技术有限公司
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